四层电梯设计.

电子信息工程专业毕业设计（论文）课题：基于PLC四层电梯控制系统班级学号姓名指导老师前言随着城市建设的不断发展，高层建筑不断增多，电梯在国民经济和生活中有着广泛的应用。

电梯作为高层建筑中垂直运行的交通工具已与人们的日常生活密不可分。

电梯是将机械原理应用、电气技术、微处理器技术、系统工程学、人体工程学及空气动力学等多学科和技术集于一体的机电设备，它是建筑物中的永久性垂直交通工具。

为满足和提高人们的生活质量，电梯的智能化、自动化技术迅速发展。

特别是随着计算机网络技术、微电子和电力电子技术的飞速发展，现代电梯的技术含量日益提高。

在改善电梯性能的同时，对电梯的设计、管理和维护人员提出了更高的要求。

实际上电梯是根据外部呼叫信号以及自身控制规律等运行的，而呼叫是随机的，电梯实际上是一个人机交互式的控制系统，单纯用顺序控制或逻辑控制是不能满足控制要求的，因此，电梯控制系统采用随机逻辑方式控制。

目前电梯的控制普遍采用了两种方式，一是采用微机作为信号控制单元，完成电梯信号的采集、运行状态和功能的设定，实现电梯的自动调度和集选运行功能，拖动控制则由变频器来完成；第二种控制方式用可编程控制器（PLC）取代微机实现信号集选控制。

从控制方式和性能上来说，这两种方法并没有太大的区别。

国内厂家大多选择第二种方式，其原因在于生产规模较小，自己设计和制造微机控制装置成本较高；而PLC可靠性高，程序设计方便灵活，抗干扰能力强、运行稳定可靠等特点，所以现在的电梯控制系统广泛采用可编程控制器来实现。

尤其在2008年奥运会和2010年世博会以及亚运会在中国的举办，将有力的带动电梯革命的节能环保化发展，电梯产业的前景和走势也随着社会的需求悄然发生着变化。

市场对新一代的绿色电梯，节能电梯和智能电梯的需求越来越旺盛。

从而有效的推动了PLC技术在电梯控制领域的应用。

电梯需要运行平稳且舒适性好，使用变频器进行变频控制电机的速度能达到很好的控制目的，现在的电梯通常是PLC+变频器组成的控制系统。

目录前言 (1)目录 (2)第一章设计要求 (3)1.1定向要求 (3)1.2 自动门控制要求 (4)1.3 状态显示 (4)第二章交流电梯的基本结构 (5)2.1 机房部分 (6)2.2 井道部分 (6)2.3轿厢部分 (6)2.4厅门部分 (7)第三章电梯PLC控制系统的组成 (8)3.1 电力拖动 (8)3.2 电气控制 (8)3.3硬件结构 (9)3.4 电梯控制系统 (10)3.5电梯的平层与停层 (10)3.6 开关门系统 (11)第四章电梯PLC控制系统程序设计 (12)4.1硬件连接 (12)4.2 I/O分配 (13)4.3 梯形图设计 (14)结束语 (20)参考文献 (21)第一章设计要求1.1 定向要求任何类别的电梯，其运行的充分与必要条件之一——“要有确定的电梯运行方向”，因此所有电梯的确定运行方向的控制环节——简称“定向环节”，在所有电梯的整体控制系统中也与电梯的自动开关门控制环节一样，是一个至关重要的控制环节。

所谓电梯的方向控制环节，是根据电梯轿厢内乘客欲往层楼的位置信号或各层楼大厅乘客的召唤信号位置与电梯所处层楼的位置信号进行比较：凡是在电梯位置信号上方向的轿内或层楼厅外召唤信号，则电梯定上行方向；凡在其下方向的，则定下行方向。

在方向控制环节中，一般集选电梯必须满足下列几点要求。

(1) 轿内指令信号优先于各层楼厅外召唤信号而定向，即当空轿厢电梯被某层厅外乘客召唤到达该层后，某层的乘客即可进入电梯轿厢内而揿按指令按钮令电梯定上行方向(或下行方向)；若该乘客虽进入轿厢内且电梯门未关闭而尚未揿按指令按钮前(即电梯尚未定出方向)，出现其他层楼的厅外召唤信号时，如此召唤信号指令电梯的运行方向有别于已进入轿厢内的乘客要求指令电梯的运行方向，则电梯的运行方向应由已进入轿厢内的乘客要求而定向，而不是根据其他层楼厅外乘客的要求而定向。

这就是所谓的“轿内优先于厅外”。

只有当电梯门延时关闭后，而轿内又无指令定向的情况下，才能按各层楼的召唤信号的要求而定出电梯运行方向，但一旦定出电梯运行方向后，再有其他层楼的召唤信号就不能更改已定的运行方向了。

(2) 要保持最远层楼召唤信号所要求的电梯运行方向，而不能轻易地更改，这样以保证最高层楼(或最低层楼)乘客的乘用电梯，而只有在电梯完成最远层楼乘客的要求后，方能改变电梯运行方向。

例如，电梯在一楼根据二楼指令向上，此时三楼、四楼分别在呼梯向下信号。

电梯到达二楼停站，下客后继续向上。

如果到三楼停站换向，则四楼的要求不能兼顾，如果到四楼停站换向，则到三楼可顺向截车。

(3)电梯接收到多个信号时，采用首个信号定向，同向信号定向，同向信号先执行，一个方向任务全部执行完后再换向。

例如，电梯三楼，依次输入二楼指令信号、四楼指令信号、一楼指令信号。

如用信号排队方式，则电梯下行至二楼—上行至四楼—下行至一楼。

而用同向先执行方式，则为电梯下行至二楼、一楼—上行至四楼。

显然，第二种方式往返路程短，因而效率高。

(4)具有同向截车功能。

例如，电梯在一楼，指令为四楼则上行，上行中三楼有呼梯信号，如果该呼梯信号为呼梯向上，则当电梯到达三楼时停站顺路子载客；如果呼梯信号为呼梯向下，则不能停站，而是先到四楼后再返回到三楼停站。

1.2 自动门控制要求要求电梯自动门分为轿厢门和厅门，轿厢门封住轿厢的出入口，它有装在轿厢顶上的的自动开门机构带动；厅门封住井道的出入口，由轿厢门带动，因此又称为被动们。

由于轿厢门和厅门总是联动的，所以开、关门是指两门的同时开或关动作。

(1)电气联锁：厅门、轿门关好后电梯才能运行。

(2)自动开关门：电梯平层后应自动开门，如果门打开一段时间（5-10秒）仍无人乘梯或呼叫，门将自动关闭；(3)手动指令开关门：乘客在轿厢内按下开门按钮时应开门，按下关门按钮时应关门；(4)安全防夹：门在关闭过程中碰撞或夹住障碍物时，应立即打开；(5)本层开门：电梯停层时，如果有人在当前层呼叫，电梯应开门迎接乘客；1.3 状态显示轿厢位置要求用七段数码管显示，上行、下行用上下箭头指示灯显示。

第二章交流电梯的基本结构电梯的基本结构按照位置，可分为机房、井道、轿厢和厅门四大部分。

图2.1 电梯的整体结构2.1 机房部分机房设在顶层，在井道的上方，机房部分包括拽引机、控制屏和限速器等。

(1)拽引机拽引机是电梯的驱动机构，它包括拽引电动机、电磁制动器减速器和拽引电动机为电梯专用YTD系列双速电动机。

减速器采用蜗轮蜗杆减速。

拽引轮是V 型或轮挂着对重，当轿厢上升时同，对重下降，反之当轿厢下降时对重上升，轿厢与对重要在井道中各自的导轨内滑动。

(2) 控制屏控制屏上装有电梯电气控制系统的大部分电器，包括熔断器、接触器，各种继电器、变压器、整流器及各种阻容元件等。

(3) 限速器限速器是电梯专用的一种安全保护装置，通常使用离心甩块夹绳式限速器。

2.2 井道部分井道是电梯轿厢垂直运动的通道，在井道里安装有轿厢和对重的导轨，缓冲器，以及各种控制和保护用的电器。

——极限开关，楼层感应器，平层隔磁板等。

2.3 轿厢部分电梯的轿厢部分包括轿厢体，安全钳，轿厢门的自动开关装置，平层和层楼信号装置，以及轿厢渺无人烟操纵屏和指示灯。

(1) 轿厢体轿厢是指电梯用来载动运乘客或货物的装置。

包括厢架、厢体、厢门。

(2) 自动开关装置开关门及电机开关门控制装置轿厢门由电动机拖动，能自动开关，开关门电动机采用直流电动机。

(3) 平层和楼层信号感应器装置，从电力拖动自动控制的角度来看，电梯是垂直运行按行程位置进行控制的电气设备，而向控制电路发出楼层和平层的位置信号的装置是永磁感应器。

平层感应器一般用永磁感应器，他和换速感应器结构相同，均由干簧管和永磁铁组成，干簧管是一个装有触点的真空管，其动触点2是用导磁的簧片制成，触点1—2之间相当于一组动断触点，2—3之间相当于一组动合触点。

由于干簧管装在永久磁铁旁边，在磁场的作用下簧片动作，其动断触点1—2断开，而动合触点2—3断开。

用永久磁感应器作位置控制的主令电器，不但具有动作迅速可靠的优点，而且没有行程开关容易产生机械磨损的缺点。

发出平层信号的平层感应器装在轿厢上，装在上面的是平层感应器，装在两者中间是开门感应器。

三个感应器随轿厢上下运动，而平层隔磁板则固定在井道中，当轿厢到达停层位置时，平层隔磁板插入三个感应器中间，则轿厢的底版正好与楼面地板平齐。

楼层信号感应器的原理与此相同，不同的是停层隔磁铁板装在轿厢顶上随轿厢运动，而楼层感应器则固定在井道中（每层一个）。

(4) 轿厢内操纵屏和指示灯在轿厢上装有操纵屏，上面装有选层按钮和各种控制按钮。

在轿厢门上有指示灯，用以指示轿厢所在的楼层数。

2.4 厅门部分厅门部分主要有厅门，厅门外的召唤按钮和指示灯。

(1) 厅门厅门是指每一楼层的电梯门，厅门平时应是关闭的。

而且从外面不能打开。

厅门本身没有开关门的动力。

当电梯轿厢到达一层楼时，由轿厢门上的拔叉插入厅门上的两个渡轮之间，带动厅门与轿厢一起开、关。

(2) 厅门外的呼唤按钮和楼层信号指示灯在厅门的门框旁，装有两个按钮，用来发出呼唤电梯信号，一个是上呼唤按钮，一个是下呼唤按钮。

交流双速电梯电气控制系统由拖动电路部分,直流控制电路部分,交流控制电路部分,照明电路部分,厅外召唤电路部分,以及指示灯信号指示电路。

交流双速电梯电气控制系统按电路功能分为自动门的开关电路,轿厢指令控制与厅外招呼控制电路,指层电路与定向控制电路,电梯的启动加速与减速平层电路等.各电路之间的控制关系。

正是上述电路的相互配合,曳引电动机按指拧启动,正转、反转、加速、减速、等速、制动、停止来实现电梯各种工作状态的运行。

第三章电梯PLC控制系统的组成电梯控制系统主要由电力拖动部分和电气控制部分组成。

电梯的电气系统包括电力拖动系统和电气控制系统两大部分。

电力拖动系统有各种交流的和直流调速系统。

电气控制系统现在已逐渐采用可靠性更高、通用性更强的可编程控制器和微型计算机控制系统。

3.1 电力拖动电力拖动部分由拽引电机、抱闸和相应的开关电路以及开门机组成。

由于所设计的只是一个教学模型，梯速低于1.5m/s，所以只要能实现电机的正反转即可，而不必考虑电机的机械特性。

制动时为满足准确停层的需要，定子回路可接入电抗器减速最后再加上抱闸制动。

故在制动过程中采用了三档延时切换控制。

3.2 电气控制电气控制部分又称控制电路，它是电梯控制系统的核心。

它包含两部分拖动控制电路和信号控制电路。

拖动控制电路因电梯的拖动方式不同而各异。

可以是接触器线圈及其相关的控制电路，也可以是电力电子器件的门极控制电路，对于有速度闭环控制的系统，还必须考虑含有电源、电压、速度检测电路和调节电路。